(57)【要約】【課題】  液晶ディスプレイ、タッチパネル等に用いる各種光学用部材や、光学分野の製品の製造工程において使用される保護フィルムや離型フィルム等に用いられる、耐熱性や光学特性に優れる二軸配向ポリエステルフィルムを提供する。【解決手段】  ジオール単位中の０．２５〜３０モル％がイソソルバイドであり、０．３８〜４５モル％が１，４−シクロヘキサンジメタノールであるジオール単位と、ジカルボン酸単位とから構成されたポリエステルからなるフィルムであり、当該フィルムの厚さが２５〜２５０μｍであることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジオール単位中の０．２５〜３０モル％がイソソルバイドであり、０．３８〜４５モル％が１，４−シクロヘキサンジメタノールであるジオール単位と、ジカルボン酸単位とから構成されたポリエステルからなるフィルムであり、当該フィルムの厚さが２５〜２５０μｍであることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二軸配向ポリエステルフィルムに関するものであり、詳しくは、液晶ティスプレイ、タッチパネル等に用いる各種光学用部材や、光学分野の製品の製造工程において使用される保護フィルムや離型フィルム等に好適に用いられるポリエステルフィルムであって、特に耐熱性に優れる二軸配向ポリエステルフィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレートの二軸配向フィルムは優れた機械的特性、耐薬品性を有しており、磁気テープ、強磁性薄膜テープ、写真フィルム、包装用フィルム、電子部品用フィルム、電気絶縁フィルム、金属ラミネートフィルム、各種部材の保護用フィルム等の素材として広く用いられている。
【０００３】
ポリエステルフィルムは、近年、特に各種光学用フィルムに多く使用され、ＬＣＤの部材のプリズムシート、光拡散シート、反射板、タッチパネル等のベースフィルムや反射防止用のベースフィルムやディスプレイの防爆用ベースフィルム、ＰＤＰフィルター用フィルム、タッチパネル用フィルム等の各種用途に用いられている。これらの光学製品において、明るく鮮明な画像を得るために、光学用フィルムとして用いられているベースフィルムは、その使用形態から透明性が良好で、かつ画像に影響を与える異物やキズ等の欠陥がないことが必要になる。また、近年ＬＣＤにおいて光源としてＬＥＤが多く使用され、光学用フィルムにかかる熱量は増加する傾向にあることや、タッチパネル用においては透明導電フィルムの性能向上のため加工温度が上昇傾向にあることから、これらの光学用のベースフィルムにおいては、フィルムの耐熱性が重要な因子である。
【０００４】
光学用のベースフィルムとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が多く使用されているが、上記の近年の傾向において、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のガラス転移点では、性能が不十分な場合がある。
【０００５】
フィルムの耐熱性を上げるために、フィルムの厚さを厚くする方法が考えられる。ポリエステルフィルムは、通常シート状に溶融押出し、急冷固化して得た無定形シートを縦方向および横方向に延伸し、熱処理を行って得られる。ポリエチレンテレフタレートフィルムの厚さを厚くする場合、溶融押出したシートを急冷固化する工程でシートの冷却が不十分になり、原料の結晶化が進行して、光学用として使用するには十分な透明性が得られないことがある。
【０００６】
ベースフィルムの耐熱性を上げるために、耐熱性に優れた特殊な樹脂の使用が考えられるが、コストの大幅な上昇になってしまうため、好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７８９９７公報
【特許文献２】特開２０００−２３８１２４公報
【特許文献３】特開平１１−２２２５２９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記実状に鑑みなされたものであって、その解決課題は、液晶ディスプレイ、タッチパネル等に用いる各種光学用部材や、光学分野の製品の製造工程において使用される保護フィルムや離型フィルム等に用いられる、耐熱性や光学特性に優れる二軸配向ポリエステルフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有するフィルムによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨は、ジオール単位中の０．２５〜３０モル％がイソソルバイドであり、０．３８〜４５モル％が１，４−シクロヘキサンジメタノールであるジオール単位と、ジカルボン酸単位とから構成されたポリエステルからなるフィルムであり、当該フィルムの厚さが２５〜２５０μｍであることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムに存する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液晶ディスプレイ、タッチパネル等に用いる各種光学用部材や、光学分野の製品の製造工程において使用される保護フィルムや離型フィルム等に用いられる、耐熱性や光学特性に優れる二軸配向ポリエステルフィルムを提供することができ、本発明の工業的価値は高い。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明でいうポリエステルフィルムとは、いわゆる押出法に従い押出口金から溶融押出されたシートを延伸したフィルムである。
【００１２】
上記のフィルムを構成するポリエステルは、ジカルボン酸単位とジオール単位を重縮合させて得られるものを指す。ジカルボン酸単位としては、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、ジオール単位としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）等が例示される。
【００１３】
本発明においては、ジオール単位中の０．２５〜３０モル％がイソソルバイドであり、０．３８〜４５モル％が１，４−シクロヘキサンジメタノールであることを必要とし、好ましくはジオール単位中の１〜２０モル％がイソソルバイドであり、１．５〜３０モル％が１，４−シクロヘキサンジメタノールであり、さらに好ましくはジオール単位中の５〜１０モル％がイソソルバイドであり、７．５〜２０モル％が１，４−シクロヘキサンジメタノールである。
【００１４】
ジオール単位中のイソソルバイドが０．２５モル％未満、または１，４−シクロヘキサンジメタノールが０．３８％モル未満の場合には、十分な耐熱性が得られない。ジオール単位中のイソソルバイドが２０モル％を超える場合、または１，４−シクロヘキサンジメタノールが３０モル％を超える場合には、耐熱性は十分であるものの、安価なコストを維持できず、好ましくない。
【００１５】
本発明で言うイソソルバイドは以下の構造をもつ１，４：３，６−ジアンヒドロ−Ｄ−ソルビトールである。
【００１６】
【化１】
2013189591.tif 000002
【００１７】
かかる成分を含有させる方法としては、フィルムを製造する原料として所定量の共重合成分として含有する共重合ポリエスエルを用いてもよいし、所定量より多い共重合成分を含有する共重合ポリエステルフィルムと、共重合成分が少ない含有量の共重合ポリエステルまたはホモポリエステルをブレンドして得られる原料を用いてもよい。
【００１８】
本発明におけるポリエステルは、従来公知の方法で、例えばジカルボン酸とジオールの反応で直接低重合度ポリエステルを得る方法や、ジカルボン酸の低級アルキルエステルとジオールを従来公知のエステル交換触媒で反応させた後、重合触媒の存在下で重合反応を行う方法で得ることができる。重合触媒としては、アンチモン触媒、ゲルマニウム化合物、チタン化合物等公知の触媒を使用してよいが、好ましくはアンチモン化合物の量を零またはアンチモンとして１００ｐｐｍ以下にすることによりフィルムのくすみを低減したものが好ましい。
【００１９】
本発明で用いるポリエステルは、溶融重合後これをチップ化し、加熱減圧下または窒素等不活性気流中に必要に応じてさらに固相重合を施したものでもよい。得られたポリエステルの固有粘度は０．４ｄｌ／ｇ以上であることが好ましく、０．４０〜０．９０ｄｌ／ｇであることが好ましい。
【００２０】
本発明におけるポリエステルフィルムには、取り扱いを容易にするために透明性を損なわない条件で粒子を含有させてもよい。本発明で用いる粒子の例としては、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン等の無機粒子や、架橋高分子粒子、シュウ酸カルシウム等の有機粒子を挙げることができる。また粒子を添加する方法としては、原料とするポリエステル中に粒子を含有させて添加する方法、押出機に直接添加する方法等を挙げることができ、このうちいずれか一方の方法を採用しても良く、２つの方法を併用してもよい。
【００２１】
用いる粒子の粒径は通常０．０５〜５.０μｍ、好ましくは０．１〜４.０μｍである。平均粒径が５．０μｍより大きいとフィルムのヘーズが大きくなりフィルムの透明性が低下することがある。平均粒径が０．１μｍより小さいと表面粗度が小さくなりすぎてフィルムの取り扱いが困難になる場合がある。粒子含有量は、ポリエステルに対し、通常０．００１〜３０．０重量％であり、好ましくは０．０１〜１０．０重量％である。粒子含有量が多いとヘーズが大きくなり、可視光領域の透過率が低下することがあり、粒子含有量が少ないとフィルムの取り扱いが困難になる場合がある。
【００２２】
ポリエステルに粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用しうる。例えば、ポリエステルを製造する任意の段階において添加することができるが、好ましくはエステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後、重縮合反応を進めてもよい。また、ベント付き混錬押出機を用い、エチレングリコールまたは水などに分散させた粒子のスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、または、混錬押出機を用い、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法などによって行われる。
【００２３】
本発明では必要に応じて上記粒子の他にも添加剤を加えてもよい。このような添加剤としては、例えば、安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、染料、顔料、紫外線吸収剤などが挙げられる。
【００２４】
本発明においては、ポリエステルの溶融押出機を１台用いた単層フィルムとすることができ、２台または３台以上用いて、いわゆる共押出法により少なくとも３層以上の積層フィルムとすることもできる。層の構成としては、Ａ原料のみを用いたＡ構成、Ａ原料とＢ原料を用いたＡ／Ｂ／Ａ構成、さらにＣ原料を用いたＡ／Ｂ／Ｃ構成またはそれ以外の３層以上の構成のフィルムとすることができる。
【００２５】
本発明のポリエステルフィルムの厚さは、２５〜２５０μｍ、好ましくは２５〜１８８μｍ、さらに好ましくは２５〜１２５μｍである。フィルム厚さが２５０μｍより厚い場合は、耐熱性は十分であるが、軽量化および薄肉化を競っている光学用途の製品設計上、好ましくない。
【００２６】
本発明においては、ヘーズは通常５．０％以下、好ましくは３．０％以下である。ヘーズが５．０％より高い場合には、透明性が低下し光学用途に使用するには好ましくない場合がある。
【００２７】
本発明のフィルムには塗布層をフィルムの片面に設けても、両面に設けてもよい。また、塗布層は、帯電防止剤、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染料、顔料などを含有していてもよい。
【００２８】
塗布剤の塗布方法としては、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクターコーターまたはこれら以外の塗布装置を使用することができる。
【００２９】
なお、塗布剤のフィルムへの塗布性や接着性を改良するため、塗布前にフィルムに化学処理や放電処理を施してもよい。また、表面特性をさらに改良するため、塗布層形成後に放電処理を施してもよい。
【００３０】
塗布層の厚みは、最終的な乾燥厚さとして、通常０．０２〜０．５μｍ、好ましくは０．０３〜０．３μｍの範囲である。塗布層の厚さが０．０２μｍ未満の場合は、本発明の効果が十分に発揮されない恐れがある。塗布層の厚さが０．５μｍを超える場合は、フィルムが相互に固着しやすくなったり、特にフィルムの高強度化のために塗布処理フィルムを再延伸する場合は、工程中のロールに粘着しやすくなったりする傾向がある。上記の固着の問題は、特にフィルムの両面に同一の塗布層を形成する場合に顕著に現れる。
【００３１】
なお、必要に応じてフィルムの製造後にコートするオフラインコートと呼ばれる方法でコートしてもよい。また片面、両面は問わない。コーティングの材料としては、オフラインコートの場合は水系および／または溶剤系いずれでもよい。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、種々の諸物性、特性は以下のように測定、または定義されたものである。実施例中、「％」は「重量％」を意味する。
【００３３】
（１）ガラス転移点Ｔｇの測定
示差走査熱量計（パーキンエルマー社製ＤＳＣ７タイプ）を用い、窒素雰囲気下で、サンプル５ｍｇを昇温速度１０℃／分で常温から昇温し、二次転移形に伴う比熱の変化点をガラス転移点Ｔｇとした。
【００３４】
（２）ヘーズの測定
日本電色工業株式会社製ヘーズメーターを用いてフィルムのヘーズを測定した。
【００３５】
（３）耐熱性の評価
フィルムを１５０ｍｍｘ１５０ｍｍの大きさに切りだし、熱風循環式オーブンにて１００℃で２４時間処理後、フィルムの平面性を以下の基準で評価した。下記基準中、△以上を合格とする。
◎：熱処理前後でフィルムの平面性はほとんど変わらない
○：熱処理前後でフィルムの平面性は若干悪くなるが合格レベルである
△：熱処理前後でフィルム平面性は悪化するが許容レベルである
×：熱処理前後でフィルムの平面性は大きく悪化し不合格レベルである
【００３６】
（４）総合評価
以下の基準によって、総合的に評価した。
◎◎：十分な耐熱性があり、物性やコストの面から特に光学用途に好適に使用できる。
◎：十分な耐熱性があり、物性やコストの面から光学用途に好適に使用できる。
○：耐熱性があり、光学用途に使用できる。
△：耐熱性は劣るが、辛うじて光学用途に使用できる。
×：耐熱性が不十分であり、光学用途に使用困難である。
【００３７】
実施例１：
（ポリエステルチップの製造法）
ジメチルテレフタレート１００部、エチレングリコール７０部、および酢酸カルシウム一水塩０．０７部を反応器にとり、加熱昇温すると共にメタノール留去させエステル交換反応を行い、反応開始後、約４時間半を要して２３０℃に昇温し、実質的にエステル交換反応を終了した。次に燐酸０．０４部および三酸化アンチモン０．０３５部を添加し、常法に従って重合した。すなわち、反応温度を徐々に上げて、最終的に２８０℃とし、一方、圧力は徐々に減じて、最終的に０．０５ｍｍＨｇとした。４時間後、反応を終了し、常法に従い、チップ化してポリエステル（Ａ）を得た。得られたポリエステルチップの溶液粘度ＩＶは、０．６６であった。
【００３８】
また、上記ポリエステル（Ａ）を製造する際、平均粒径２μｍの非晶質シリカを１０００ｐｐｍ添加し、ポリエステル（Ｂ）を作成した。
【００３９】
上記ポリエステル（Ａ）の製造方法において、ジオール成分としてエチレングリコール、イソソルバイド、１，４−シクロヘキサンジメタノールを出発原料とする以外はポリエステル（Ａ）の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル（Ｃ）を得た。得られたポリエステル（Ｃ）はジオール単位としてイソソルバイド３０モル％、１，４−シクロヘキサンジメタノール４５モル％を含有していた。
【００４０】
（ポリエステルフィルムの製造）
上記ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ８８．４％、１０．０％、１．６％の割合で混合し溶融押出機により溶融押出して単層の無定形シートを得た。ついで、冷却したキャスティングドラム上に、シートを共押出し冷却固化させて無配向シートを得た。次いで、９５℃にて縦方向に３．２倍延伸した後、さらにテンター内で予熱工程を経て９５℃で横方向に４倍延伸、２３０℃で１０秒間の熱処理を行い、厚さ１００μｍのポリエステルフィルムを得た。
【００４１】
実施例２：
ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ８３．３％、１０．０％、６．７％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００４２】
実施例３：
ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ７０．０％、１０．０％、２０．０％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００４３】
実施例４：
ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ６３．３％、１０．０％、２６．７％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００４４】
実施例５：
ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ４３．３％、１０．０％、４６．７％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００４５】
実施例６：
ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ３０．０％、１０．０％、６０．０％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００４６】
実施例７：
ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ１．１％、１０．０％、８９．９％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００４７】
実施例８：
厚さを２５μｍとする以外は実施例６と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００４８】
実施例９：
厚さを１２５μｍとする以外は実施例６と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００４９】
実施例１０：
厚さを１８８μｍとする以外は実施例６と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００５０】
実施例１１：
厚さを２５０μｍとする以外は実施例６と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００５１】
実施例１２：
ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ６５．０％、５．０％、３０．０％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００５２】
実施例１３：
ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ５０．０％、２０．０％、３０．０の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００５３】
比較例１：
ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ９０．０％、１０．０％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例６と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００５４】
比較例２：
ポリエステル（Ｃ）の製造方法において、ジオール成分として添加するエチレングリコール、イソソルバイド、１，４−シクロヘキサンジオールの添加量以外はポリエステル（Ｃ）の製造方法と同様の方法を用いてポリエステルを得た。得られたポリエステルはジオール単位としてイソソルバイド４０モル％、１，４−シクロヘキサンジメタノール６０モル％を含有していた。当該ポリエステルおよびポリエステル（Ｂ）をそれぞれ９５．０％、５．０％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００５５】
比較例３：
フィルムの厚さを１６μｍとする以外は実施例６と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００５６】
比較例４：
フィルムの厚さを３００μｍとする以外は実施例６と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００５７】
【表１】
2013189591.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のフィルムは、例えば、液晶ティスプレイ、タッチパネル等に用いる各種光学用部材や、光学分野の製品の製造工程において使用される保護フィルムや離型フィルム等に好適に利用することができる。